package main.leetcode.clockin.October;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * 18. 四数之和
 *
 * <p>给定一个包含 n 个整数的数组 nums 和一个目标值 target，判断 nums 中是否存在四个元素 a，b，c 和 d ，使得 a + b + c + d 的值与 target
 * 相等？找出所有满足条件且不重复的四元组。
 *
 * <p>注意：答案中不可以包含重复的四元组。
 *
 * <p>示例：<br>
 * 给定数组 nums = [1, 0, -1, 0, -2, 2]，和 target = 0。<br>
 * 满足要求的四元组集合为： [ [-1, 0, 0, 1], [-2, -1, 1, 2], [-2, 0, 0, 2] ]
 */
public class day5 {

    /** 双重循环 + 双指针 —— 优化 */
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if (nums == null || nums.length < 4) {
            return res;
        }
        Arrays.sort(nums);
        int n = nums.length;
        int min, max;
        for (int i = 0; i < n - 3; i++) {
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }

            // 优化
            //  使用固定了的i、j值来获取当前限定的最小值和最大值进行“剪枝”
            min = nums[i] + nums[i + 1] + nums[i + 2] + nums[i + 3];
            if (target < min) {
                break;
            }
            max = nums[n - 1] + nums[n - 2] + nums[n - 3] + nums[i];
            if (target > max) {
                continue;
            }

            for (int j = i + 1; j < n - 2; j++) {
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
                    continue;
                }

                // 优化
                min = nums[i] + nums[j] + nums[j + 1] + nums[j + 2];
                if (target < min) {
                    break;
                }
                max = nums[n - 1] + nums[n - 2] + nums[i] + nums[j];
                if (target > max) {
                    continue;
                }

                int l = j + 1, r = n - 1;
                while (l < r) {
                    int sum = nums[i] + nums[j] + nums[l] + nums[r];
                    if (sum < target) {
                        while (l < r && nums[l] == nums[l + 1]) {
                            ++l;
                        }
                        ++l;
                    } else if (sum > target) {
                        while (l < r && nums[r] == nums[r - 1]) {
                            --r;
                        }
                        --r;
                    } else {
                        res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[l], nums[r]));
                        while (l < r && nums[l] == nums[l + 1]) {
                            ++l;
                        }
                        while (l < r && nums[r] == nums[r - 1]) {
                            --r;
                        }
                        ++l;
                        --r;
                    }
                }
            }
        }
        return res;
    }

    //    /** 双重循环 + 双指针 */
    //    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
    //        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
    //        if (nums == null || nums.length < 4) {
    //            return res;
    //        }
    //        Arrays.sort(nums);
    //        int n = nums.length;
    //        for (int i = 0; i < n - 3; i++) {
    //            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
    //                continue;
    //            }
    //            for (int j = i + 1; j < n - 2; j++) {
    //                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
    //                    continue;
    //                }
    //                int l = j + 1, r = n - 1;
    //                while (l < r) {
    //                    int sum = nums[i] + nums[j] + nums[l] + nums[r];
    //                    if (sum < target) {
    //                        while (l < r && nums[l] == nums[l + 1]) {
    //                            ++l;
    //                        }
    //                        ++l;
    //                    } else if (sum > target) {
    //                        while (l < r && nums[r] == nums[r - 1]) {
    //                            --r;
    //                        }
    //                        --r;
    //                    } else {
    //                        res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[l], nums[r]));
    //                        while (l < r && nums[l] == nums[l + 1]) {
    //                            ++l;
    //                        }
    //                        while (l < r && nums[r] == nums[r - 1]) {
    //                            --r;
    //                        }
    //                        ++l;
    //                        --r;
    //                    }
    //                }
    //            }
    //        }
    //        return res;
    //    }
}
